Virtuelle akustische Prüfung von z.B. Schulen oder Konzerthäusern




Bausoftware -> Redaktion  eight.2020) Forscher der Dänischen Technischen Universität (DTU), das
multidisziplinäre Ingenieur- und Managementberatungsunternehmen Rambøll sowie
der Akustikspezialist Ecophon haben mit „Acoustic Virtual Reality for
Architectual Design“ ein Verfahren entwickelt, mit dem Bauherren die Akustik
ihres künftigen Gebäudes im Computer vorab überprüfen können. Das ist z.B. Beim
Bau von Schulen oder Konzerthäusern relevant.

Raumakustische Simulationen werden typischerweise nach zwei Methoden
durch­ge­führt – geometrisch oder wellenbasiert. In der geometrischen Akustik
werden mehrere vereinfachende Näherungen bezüglich der Schallausbreitung
gemacht. Bei dem wellenbasierten Verfahren werden die maßgebenden partiellen
Differentialgleichungen (partial differential equations, PDEs) numerisch
gelöst – turned into wesentlich genauer, aber rechnerisch anspruchsvoller ist.

Ziel des Projektes „Acoustic Virtual Reality for Architectual Design“ ist
nun die Erforschung neuartiger wellenbasierter virtueller Akustikmethoden,
die sich für Echtzeit-Virtual-Reality (VR) zur ganzheitlichen Bewertung von
Gebäudeentwürfen eignen. Die „Reduzierte-Basis-Methode“ (decreased basis
method) ist dabei die Schlüsselidee, um ein VR-System zu erhalten, das
interaktiv in Echtzeit physikalisch und wahrnehmungsmäßig korrekt arbeitet.

Reduzierte-Basis-Methode

„Ziel ist es, einen Kompromiss zwischen der gewünschten hohen Präzision
und der Zeit zu finden, die für die Berechnung der Akustik benötigt wird“,
betont DTU-Projektleiter Sampedro Llopis. Er setzt mit der
Reduzierten-Basis-Methode auf ein mathematisches Verfahren, das die
Berechnungszeit für Computer drastisch zu verkürzen verspricht und bereits
in anderen Bereichen der Bauphysik zum Einsatz kommt.

„Mein Fokus liegt auf der Genauigkeit der Ergebnisse”, so der
Mathematiker. Es sei wichtig, die Akustik vollständig korrekt und sehr
realitätsnah wiederzugeben – unabhängig davon, ob der Rezipient mitten im
Raum oder an einer Wand steht. Die Entwicklung ist vor allem für Architekten
und Entscheider gedacht, die damit die Möglichkeit erhalten, schon in einem
frühen Stadium durch eine geeignete Auswahl an Materialien und konstruktiven
Elementen die Akustik zu beeinflussen.

Visuelles und akustisches Erlebnis

Bisherige Simulationstechniken geraten laut den beteiligten
Wissenschaftlern schnell an ihre Grenzen – insbesondere, wenn es um die
Akustik geht. „Unsere Kunden sind mit dem visuellen Erlebnis zufrieden, das
sie heute haben, wenn sie sich mit einer VR-Brille durch ein virtuelles
Gebäude bewegen“, kommentiert Jesper Bo Andersen von Rambøll. Und fügt
abschließend hinzu: „Wir wollen nun auch die Möglichkeiten der
Digitalisierung nutzen, um die Akustik einzubeziehen.“

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